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Le Champ De Force D'apprentissage Automatique VASP Calcule Le Spectre Des Phonons Du Silicium

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Package de simulation ab initio de Vienne (VASP :Le manuel VASP – Wiki VASP ) est un programme informatique pour la modélisation de matériaux à l'échelle atomique à partir de principes de base, tels que les calculs de structure électronique et la dynamique moléculaire mécanique quantique.

PhonopieBienvenue sur phonopy — Phonopy v.2.37.1) est une boîte à outils Python permettant de calculer les structures de bandes de phonons, les propriétés thermiques, les vitesses de groupe et d'autres quantités liées aux phonons aux niveaux harmonique et quasi-harmonique.

Contenu du tutoriel

Dans ce tutoriel, nous utiliserons un script automatisé pour démontrer le processus de calcul du spectre de phonons du champ de force d'apprentissage automatique. Grâce à ce tutoriel, vous apprendrez le processus de base du calcul du spectre des phonons à l'aide des champs de force d'apprentissage automatique :

  1. Préparer la structure de supercellule à différence de perturbation
  2. Définissez les paramètres du champ de force de l'apprentissage automatique et calculez l'énergie totale de toutes les structures
  3. Calculer la matrice des constantes de force
  4. Calculer le spectre de phonons à partir de la matrice de constante de force

Fichier d'entrée

Le fichier d'entrée contient

├── POSCAR-unitcell
├── clean.sh
├── run.sh
└── run_vasp.sh
├── pt
│   ├── INCAR
│   ├── KPOINTS
│   ├── ML_FF
│   └── POTCAR(需自行上传)

cellule unitaire POSCAR

Si #硅结构
   5.38930000000000
     0.0000000000000000    0.5071343999939496    0.5071343999939496
     0.5071343999939496    0.0000000000000000    0.5071343999939496
     0.5071343999939496    0.5071343999939496    0.0000000000000000
   2
Direct
  0.8750000000000000  0.8750000000000000  0.8750000000000000
  0.1250000000000000  0.1250000000000000  0.1250000000000000

clean.sh

#!/bin/bash
rm -r *.yaml band.pdf band.yaml FORCE_SETS vasp poscar *out SPOSCAR 
# 删除不必要文件

exécuter.sh

#!/bin/bash
rm -r vasp poscar

#准备微扰差分超胞结构
##########################
phonopy -d --dim 2 2 2 --pa auto -c POSCAR-unitcell
mkdir poscar
mv POSCAR-unitcell pp
mv POSCAR-* poscar/
##########################


#计算所有结构的总能
##########################
mkdir vasp
cd vasp
Pnum=$(ls -l ../poscar/  -IR | grep "^-" | wc | awk -F ' ' '{print $1}')
cp ../run_vasp.sh .

t_head="for i in {1.."
t_tail="}"
sed -i "3c ${t_head}${Pnum}${t_tail}"  run_vasp.sh #生成vasp计算脚本

./run_vasp.sh
##########################

cd ../


mv pp POSCAR-unitcell

#计算力常数矩阵
##########################
phonopy -f vasp/*/vasprun.xml > pfcout
##########################

#根据力常数矩阵计算声子谱
##########################
phonopy-load --band "0.0 0.0 0.0  0.5 0.0 0.5  0.625 0.25 0.625,  0.375 0.375 0.75  0.0 0.0 0.0  0.5 0.5 0.5" --band-labels "Γ  X K K  Γ  L" -p -s
##########################

exécuter_vasp.sh

#!/bin/bash
#计算 vasp 流程自动脚本
for i in {1..8}
do
rm -r $i
mkdir $i
cd $i
ii=$(printf "%03d" $i)
cp ../../poscar/POSCAR-${ii} POSCAR
cp ../../pt/* .
mpirun -n 1 vasp_std
cd ../

done

Fichiers dans le dossier pt

Calcul statique standard INCAR

ISTART =  1            (若有波函数、读取波函数)
ISPIN  =  1            (非极化计算)

Static Calculation
ISMEAR =  0            (高斯占据)
SIGMA  =  0.05         (高斯展宽)
NELM   =  60           (最大电子步)
EDIFF  =  1E-08        (SCF 收敛精度)

Paramètres du champ de force de l'apprentissage automatique
ML_LMLFF  = T    (使用机器学习力场)
ML_ISTART = 2    (仅预测模式)

KPOINTS (non utilisé lorsque l'apprentissage automatique est activé, définissez-en un)

K-Spacing Value to Generate K-Mesh: 0.040
0
Gamma
   4   4   4
0.0  0.0  0.0

POTCAR

La combinaison pseudopotentielle des éléments correspondants du système, ici le pseudopotentiel de Si

ML_FF

Le fichier de paramètres du champ de force d'apprentissage automatique correspondant au système pré-entraîné. Pour le processus de formation spécifique, veuillez vous référer à Champ de force d'apprentissage automatique de SiTutoriel.

Commencer

1. Cloner le conteneur

Recherchez le répertoire de travail du didacticiel et clonez le conteneur

2. Installer le conteneur

选择 4090 — 按量付费 — vasp 6.3.0-cuda11.8 — 工作空间
2
加载完毕后打开工作空间
3
打开终端
4
上传准备好的硅赝势，可以使用官网例子里的赝势 POTCAR 放到目录中
5

3. Installer l'environnement phonopy

conda install -c conda-forge phonopy

Entrez ensuite y et appuyez sur Entrée pour accepter l'installation

6

4. Exécutez le script

chmod 777 *.sh

./run.sh

5. Visualisez le spectre des phonons

Voir le fichier band.pdf

8